氣動機械手設計-迷你型AC伺服橫走式機械手機械系統(tǒng)的設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目 錄 第一章 緒論 . 3 動機械手概述 . 4 械手的組成和分類 . 4 械手的組成 . 4 械手的分類 . 6 內(nèi)外發(fā)展狀況 . 8 題的提出及主要任務 . 9 題的提出 . 9 題的主要任務 . 10 第二章 機械手的設計方案 . 11 械手的坐標型式與自由度 . 11 械手的手部結構方案設計 . 12 械手的手腕結構方案 設計 . 12 械手的手臂結構方案設計 . 12 械手的驅(qū)動方案設計 . 12 械手的控制方案設計 . 12 械手的主要參數(shù) . 13 械手的技術參數(shù)列表 . 13 法蘭式氣缸的簡介 . 14 第三章 手臂伸縮、回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設計與校核 . 14 臂伸縮氣缸的尺寸設計與校核 . 14 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 衡裝置 . 16 腕回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設計與校核 . 17 寸設計 . 17 寸校核 . 17 第四章 氣動系統(tǒng)設計 . 18 4 1 氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 . 18 第五章 機械手的 . 錯誤 !未定義書簽。 編程序控器的簡介 . 錯誤 !未定義書簽。 結構，種類和分類 . 錯誤 !未定義書簽。 列三菱 點 . 錯誤 !未定義書簽。 近開關傳感器 . 錯誤 !未定義書簽。 !未定義書簽。 程開關的介紹 . 錯誤 !未定義書簽。 程開關 的概念 . 錯誤 !未定義書簽。 程開關的作用及原理 . 錯誤 !未定義書簽。 路的總體設計 . 錯誤 !未定義書簽。 路的設計 . 錯誤 !未定義書簽。 統(tǒng)輸入 /輸出分布表 . 錯誤 !未定義書簽。 3 機械手的程序設計 . 錯誤 !未定義書簽。 進電機的運行控制 . 錯誤 !未定義書簽。 模塊的程序設計 . 錯誤 !未定義書簽。 第六章 結 論 . 20 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 結束語 . 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 . 21 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第一章 緒論 動機械手概述 氣動機械手由操作機 (機械本體 )、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作，自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化設備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機器人技術是綜合了計算機、控制論、機 構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務性設各，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備 給定程序 、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。生產(chǎn)中應用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率 :可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn) ;尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用 用性較強，僅為某臺機床的上下料裝置，是附屬于該機床的專用機 械手。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 械手的組成和分類 械手的組成 機械手主要由執(zhí)行機構、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關系如方框圖 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 1 of of 一 )執(zhí)行機構 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。 1、手部 即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結構。夾持式手部由手指 (或手爪 )和傳力機構所構成。手指是與物件直接接觸的構件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結構簡單，制造容易，故應用較廣泛。平移型應用較少，其原因是結構比較復雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結構取 決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位 (是外廓或是內(nèi)孔 )和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、 手指有外夾式和內(nèi)撐式 ;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機構則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務。傳力機構型式較多時常用的有 :滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。 2、手腕 是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位 (即姿勢 ) 3、手臂 手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預定要求將其搬運到指定的位 置 如油缸、氣缸、齒輪齒條機構、連桿機構、螺旋機構和凸輪機構等 )與驅(qū)動源 (如液壓、氣壓或電機等 )相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。 4、立柱 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降 (或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的立柱因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5、行走機構 當工業(yè)機械手需要完成較遠距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安滾輪式行走機構可分裝滾輪、軌道等行走機構，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。滾輪式布為有軌 的和無軌的兩種。驅(qū)動滾輪運動則應另外增設機械傳動裝置。 6、機座 機座是機械手的基礎部分，機械手執(zhí)行機構的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。 (二 )驅(qū)動系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構運動的動力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、氣壓傳動、機械傳動?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機械擋塊定位 )系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動， 并記憶人們給予機械手 的指令信息 (如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間 )，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。 (三 )控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機械擋塊定位 )系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息 (如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間 )，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。 (四 )位置檢測裝置 控制機械手執(zhí)行機構的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置 . 械手的分類 工業(yè)機械手的種類很多，關于分類的問題，目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標準，在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進行分類。 (一 )按用途分 機械手可分為專用機械手和通用機械手兩種 : 1、專用機械手它是附屬于主機的、具有固定程序而無獨立控制系統(tǒng)的機械裝置 。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結構簡單、使用可靠和造價低等特買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 點，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手 。 2、通用機械手它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。格性能范圍內(nèi)，其動作程序是可變的，通過調(diào)整可在不同場合使用，驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。通用機械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種 :簡易型以“開一關”式控制定位，只能是點位控制 :可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)軌控制；同時還可分為伺服型和一般型的機械手，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型。 (二 )按驅(qū)動方式分 1、液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是 :抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結構緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。 2、 氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是 :介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在 30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。 3、機械傳動機械手即由機械傳動機構 (如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構等 )驅(qū)動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠，用 于工作主機的上、下料。動作頻率大，但結構較大，動作程序不可變。 4、電力傳動機械手即有特殊結構的感應電動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構運動的械手，因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機構，故機械結構簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。 (三 )按控制方式分 1、點位控制它的運動為空間點到點之間的移動，只能控制運動過程中幾個點的位置，不能控制其運動軌跡。若欲控制的點數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。 2、連續(xù) 軌跡控制它的運動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點是設定點為無限的，整個移動過程處于控制之下，可以實現(xiàn)平穩(wěn)和準確的運動，并且使用范買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復雜。這類工業(yè)機械手一般采用小型計算機進行控制。 內(nèi)外發(fā)展狀況 國外機器人領域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢 : (1) 工業(yè)機器人性能不斷提高 (高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修 )，而單機價格不斷下降，平均單機價格從 91年的 7年的 65萬美元。 (2) 機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體 化 :由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機 ;國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。 (3) 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于 于標準化、網(wǎng)絡化 ;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構 :大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 (4) 機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制 ;多傳感器融合 配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。 (5) 虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。 (6) 當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應用的最著名實例。 (7) 機器人化機械開始興起。從 94年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域。我國的工業(yè)機器人從 80年代“七五”科技攻關開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關，目前己基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術，生產(chǎn)了部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人 ;其中有 130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近 30條自動噴漆生產(chǎn)線 (站 )上獲得規(guī)模應用，弧焊機器人己應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的 工業(yè)機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，如 :可靠性低于國外產(chǎn)品 :機器人應用工程起步較買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 晚，應用領域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術與國外比有差距 ;在應用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約 200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當前我國的機器人生產(chǎn)都是應用戶的要求，“一客戶，一次重新設計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關鍵技術，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設計，積極推進 產(chǎn)業(yè)化進程 863”計劃的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機器人， 6000開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種 :在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎技術的開發(fā)應用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎。但是在多傳感器信息融合控制技術、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發(fā)應用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎上，有重點地系統(tǒng)攻關，才能形成 系統(tǒng)配套可供實用的技術和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進行列之中。 題的提出及主要任務 題的提出 進入 21世紀，隨著我國人口老齡化的提前到來，近來在東南沿海還出現(xiàn)在大量的缺工現(xiàn)象，迫切要求我們提高勞動生產(chǎn)率，降低工人的勞動強度，提高我國工業(yè)自動化水平勢在必行，將機械手，應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線，把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運到另外一條生產(chǎn)線，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復性勞動，同時又可以提高勞動生產(chǎn)率。 現(xiàn)在的機械手大多采用液壓傳動，液壓傳動存在以下幾個缺點 : (1)液壓傳動在 工作過程中常有較多的能量損失 (摩擦損失、泄露損失等 ):液壓傳動易泄漏，不僅污染工作場地，限制其應用范圍，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運動平穩(wěn)性及正確性。 (2)工作時受溫度變化影響較大。油溫變化時，液體粘度變化，引起運動特性變化。 (3)因液壓脈動和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。 (4)為了減少泄漏，液壓元件的制造工藝水平要求較高，故價格較高 ;且使用維護需要較高技術水平。 鑒于以上這些缺陷，本機械手擬采用氣壓傳動， 氣動技術有以下優(yōu)點 : (1)介質(zhì)提取和處理方便。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易 ，而后排買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 入大氣，處理方便，一般不需設置回收管道和容器 :介質(zhì)清潔，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補充的問題 . （ 2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小 (一般不卜澆塞僅為油路的千分之一 )，空氣便于集中供應和遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣，造成壓力明顯降低和嚴重污染。 (3)動作迅速，反應靈敏。氣動系統(tǒng)一般只需要 動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。 (4)能源可儲存。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電等情況時，機器及其工藝流程不致 突然中斷。 (5)工作環(huán)境適應性好。在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。 (6)成本低廉。由于氣動系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動元、輔件的材質(zhì)和加工精度要求，制造容易，成本較低。傳統(tǒng)觀點認為 :由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統(tǒng)中要實現(xiàn)高精度定位比較困難 (尤其在高速情況下，似乎更難想象 )。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。雖然氣動技術作為機器人中的驅(qū)動功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對于不太復雜的機 械手，用氣動元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動機器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動化領域里，對氣動機械手、氣動機器人的實用性和前景存在不少疑 慮。 題的主要任務 本課題將要完成的主要任務如下 : (1) 進行 氣動機械手的總體研究，并進行整體運動方式設計； (2) 設計氣動機械手氣路設計，進行關鍵部件的設計計算； (3) 用 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第二章 機械手的設計方案 對氣動機械手的基本要求是能快速、準確地拾 就要求它們具有 高精度、快速反應、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動定位等特性。設計氣動機械手的原則是 :充分分析作業(yè)對象(工件 )的作業(yè)技術要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件 ;明確工件的結構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結構及運行控制的要求 ;盡量選用定型的標準組件，簡化設計制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制 . 械手的坐標型式與自由度 按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況，其 坐標型式可分為直角坐標式、圓柱坐標式、球坐標式和關節(jié)式。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運動，因此，采用圓柱坐標型式。相應的機械手具有 四 個自由度，為了彌補升降運動行程較小的缺點，增加手臂擺動機構，從而增加一個手臂上下擺動的自由度 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 2械手的運動示意圖 械手的手部結構方案設計 為了使機械手的通用 性更強，把機械手的手部結構設計成可更換結構，當工件是棒料時，使用夾持式手部 ;當工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤。 械手的手腕結構方案設計 考慮到機械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設有回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求。因此，手腕設計成回轉(zhuǎn)結構，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構為回轉(zhuǎn)氣缸。 械手的手臂結構方案設計 按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有 四 個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和 升降 運動。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由氣缸 來實現(xiàn)。 械手的驅(qū)動方案設計 由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機械手采用氣壓傳動方式。 械手的控制方案設計 考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 器 (機械手進行控制。當機械手的動作流程改變時，只需改變 常方便快捷。 械手的主要參數(shù) 于是采用氣動方式驅(qū)動，因此考慮抓取的物體不應該太重，查閱相關機械手的設計參數(shù)，結合工業(yè)生產(chǎn)的實際情況，本設計設計抓 取的工件質(zhì)量為 1公斤 。 作節(jié)拍對機械手速度提出了要求，設計速度過低限制了它的使用范圍。而影響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。該機械手最大移動速度設計為 s。最大回轉(zhuǎn)速度設計為 s/90 。平均移動速度為 s。平均回轉(zhuǎn)速度為 s/60 。 械手的技術參數(shù)列表 一、用途 : 用于自動輸送線的上下料。 二、設計技術參數(shù) : 1、抓重 1千克 2、自由度數(shù) 4個 自由度 3、坐標型式 圓柱坐標 4、手臂運動參數(shù) 伸縮行程 100縮速度 40mm/s 升降行程 150降速度 100mm/s 回轉(zhuǎn)范圍 1800 回轉(zhuǎn)速度 s/90 5、手腕運動參數(shù) 回轉(zhuǎn)范圍 1800 回轉(zhuǎn)速度 s/90 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6、手指夾持范圍 棒料 : 109、定位方式 行程開關 10、定位精度 11、驅(qū)動方式 氣壓傳動 12、控制方式 點位程序控制 (采用 法蘭式氣缸的簡介 氣缸是使機械裝置進行直線往復運動的氣動執(zhí)行元件。氣缸的類型有很多種，根據(jù)使用的需要進行選擇。前法蘭式氣缸的特點：它是用螺釘緊固，易于安裝，它的缺點是螺釘所承受的軸 向力較大！ 第三章 手臂伸縮、回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設計與校核 臂 伸縮氣缸的尺寸設計與校核 根據(jù)實驗設計要求，手臂伸縮氣缸采用煙臺氣動元件廠生產(chǎn)的標準氣缸，參看此公司生產(chǎn)的各種型號的結構特點，尺寸參數(shù)，結合本設計的實際要求，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 氣缸用 寸系列初選內(nèi)徑為 63/63. (1)需校核氣缸內(nèi)徑 1D =63徑 R=設計使用壓強 , 則驅(qū)動力： 2 )(6N （ 2） . 測定手腕質(zhì)量和重物的質(zhì)量之和為 7計加速度 )/(10 ，則慣性力 1 =10 7=70 （ 3） 定摩擦系數(shù) 2.0k , =70 14 總受力 10=70+14=84 0所以標準 （ 2）活塞桿的計算 1）按強度條件計算 當活塞桿的長度 L 10d），可以只按強度條件計算活塞 桿直徑 d 式中 氣缸的推力（ N）； 活塞桿材料的許用應力 ( 材料的抗拉強度（ 安全系數(shù)， S 按縱向彎曲極限力計算 氣缸承受軸向壓力以后，會產(chǎn)生軸向彎曲，當縱買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 向力達到極限力 以后，活塞桿會產(chǎn)生永久性彎曲變形，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。該極限力與缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程有關。 當長細比 時 當長細比 時 式中 活塞桿計算長度（ m） 活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑， 實心桿 空心桿 活塞桿橫截面慣性矩， 實心桿 空心桿 空心活塞桿內(nèi)徑直徑（ m）； 活塞桿截面積 實心桿 空心桿 系數(shù)， 材料彈性模量，對鋼取 材料強度實驗值，對鋼取 系數(shù)，對鋼取 a=1/5000 衡裝置 在本設計中，為了使手臂的兩端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)，減少手抓一側重力矩對性能的影響，故在手臂伸縮氣缸一側加裝平衡裝置，裝置內(nèi)加放砝碼，砝碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量和氣缸的運行參數(shù)視具體情況加以調(diào)節(jié)，務求使兩端盡量接近平衡。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 腕 回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設計與校核 寸設計 此部分選用單片葉片式擺動氣馬達需設計其葉片內(nèi)直徑與葉片軸直徑計算公式如下： T=（ R 葉 片 寬度 設計 為 b=9氣 缸內(nèi) 徑為 3軸徑 3, 葉片 數(shù)n=1, , 則理論驅(qū)動力矩 ： T=（ = 尺寸校核 1測定參與手臂轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量 析部件的質(zhì)量分布情況， 質(zhì)量密度等效分布在一個半徑 r=53么轉(zhuǎn)動慣量： 221 =2 = (180/1)=慮軸承，油封之間的摩擦力，設定摩擦系數(shù) 2.0k , 慣摩 =驅(qū)動力矩 摩慣驅(qū) =M 設計尺寸滿足使用要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第四章 氣動系統(tǒng)設計 4 1 氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 圖 4的氣源是由空氣壓縮機（排氣壓力大于 過快換接頭進入儲氣罐，經(jīng)分水過濾器、調(diào)壓閥、油霧器，進入各并聯(lián)氣路上的電磁閥，以控制氣缸和手部動作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 4械手氣壓傳動原理圖